Fonte de alimentação de reserva para desligamento adequado: 5 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

Uma fonte de alimentação de backup é um circuito que fornece energia aos dispositivos no caso de sua fonte de alimentação principal cair. Neste caso, esta fonte de alimentação de backup serve apenas para fornecer energia por alguns segundos para que o dispositivo possa fazer o procedimento de desligamento.

Este artigo é patrocinado por JLCPCB.comJLCPCB também são patrocinadores deste projeto. A JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.) é a maior empresa de protótipos de PCB da China e um fabricante de alta tecnologia especializado em protótipos de PCB rápidos e produção de pequenos lotes de PCB. Você pode solicitar um mínimo de 5 PCBs por apenas $ 2. Para fabricar o PCB, basta fazer o upload do arquivo.zip dos arquivos gerber ou arrastar e soltar os arquivos.zip. Depois de enviar o arquivo zip, você verá uma mensagem de sucesso na parte inferior se o arquivo foi enviado com sucesso. Você pode revisar o PCB no visualizador Gerber para ter certeza de que está tudo bem. Você pode visualizar a parte superior e inferior do PCB. Depois de verificar se o PCB está bom, agora você pode fazer o pedido a um preço razoável. Você pode solicitar 5 PCBs por apenas $ 2 mais frete. Para fazer o pedido, clique no botão “SALVAR NO CARRINHO”.

Suprimentos

• 3x diodos de baixa tensão direta (DFLS24L-7 foi usado)
• 2 resistores de 10 MOhm
• 1x Resistor de 348 kOhm
• 1x Resistor 360 kOhm
• 1x 10W 100 Ohm Resistor
• 1x comparador (foi usado LT1716)
• 1x 47 mF capacitor
• 1x MOSFET P-Channel

Etapa 1: Simulação do circuito

O primeiro passo antes de prosseguir com o projeto do PCB para segurar o circuito é simulá-lo, a fim de descobrir qual capacitância deve ser usada para que o circuito forneça energia pelo tempo necessário. Também é importante escolher corretamente os resistores de entrada do comparador para que ele possa ligar e desligar o MOSFET corretamente.

De acordo com o fabricante do nosso painel, o fornecimento de energia deve ser mantido por pelo menos 5 segundos após a remoção da energia do pino de ignição. Também é importante referir que o painel funciona com uma tensão de alimentação entre 24 e 9 VDC.

Para isso, decidimos usar LTSPICE (arquivo de simulação em anexo). Como pode ser visto na foto acima, o circuito se comporta como esperado. A tensão de alimentação, em verde, é ligada e, portanto, a tensão de saída instantaneamente tem 24 V. Ao mesmo tempo que a pré-carga do capacitor é iniciada, esta etapa é extremamente importante devido à grande capacitância, caso contrário aconteceria um pico de corrente quando o sistema é ligado. Quando a tensão no capacitor (V (pré-carga)) está dentro de um limite seguro da tensão de entrada, a porta do MOSFET é puxada para baixo e, portanto, a corrente desvia do resistor de pré-carga de 100 Ohm.

Quando a tensão de alimentação é desligada (segundo 31) podemos ver que a tensão na saída (V (painel)) começa a diminuir lentamente. Na verdade, leva cerca de 10 segundos para ficar abaixo da marca de 9 V, o que prova que 47 mF nos dá uma margem de 100%, o que é mais do que suficiente. Nesta simulação, o R7 simula a carga, que na vida real será o painel do piloto.

Etapa 2: Projetando o PCB

Com o circuito já em mente e os componentes corretos escolhidos, é hora de iniciar o design do PCB. Para isso usamos Altium Designer. O circuito é bastante simples e não entraremos em muitos detalhes sobre ele nesta seção.

Etapa 3: Solicitando o PCB

Depois que o design estiver concluído, é hora de solicitar o PCB. Para tanto utilizamos o patrocinador deste artigo JLCPCB.com

A JLCPCB também é patrocinadora deste projeto. A JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.) é a maior empresa de protótipos de PCB da China e um fabricante de alta tecnologia especializado em protótipos de PCB rápidos e produção de pequenos lotes de PCB. Você pode solicitar um mínimo de 5 PCBs por apenas $ 2. Para fabricar o PCB, basta fazer o upload do arquivo.zip dos arquivos gerber ou arrastar e soltar os arquivos.zip. Depois de enviar o arquivo zip, você verá uma mensagem de sucesso na parte inferior se o arquivo foi enviado com sucesso. Você pode revisar o PCB no visualizador Gerber para ter certeza de que está tudo bem. Você pode visualizar a parte superior e inferior do PCB. Depois de verificar se o PCB está bom, agora você pode fazer o pedido a um preço razoável. Você pode solicitar 5 PCBs por apenas $ 2 mais frete. Para fazer o pedido, clique no botão “SALVAR NO CARRINHO”.

Etapa 4: Montagem

Após aproximadamente 1 semana, tínhamos o PCB conosco e agora era hora de montá-lo.

Etapa 5: Teste

Após a montagem, agora é hora de verificar se o circuito está se comportando conforme o esperado. Para isso alimentamos o circuito e verificamos a tensão do capacitor para ter certeza de que o pré-carregamento estava funcionando corretamente (primeira imagem), aqui podemos ver que a pré-recarga leva bem menos tempo do que o que foi simulado, mas isso tem a ver com a diferença entre um capacitor da vida real e um simulado.

Depois que a pré-carga foi feita, desligamos a fonte de alimentação e observamos a tensão na saída. Como podemos ver a tensão de saída diminuiu lentamente, como esperado, demorou quase 12 segundos para a tensão cair abaixo de 9 V, o que significa que nosso circuito funciona!

Gostaríamos de agradecer mais uma vez ao patrocinador deste artigo JLCPCB por seu incrível apoio à nossa equipe com nossas necessidades de fabricação de PCB! Certifique-se de fazer o pedido deles na próxima vez que precisar de PCBs.